Biopharmaceutical Chromatography Solutions

Význam tématu

V oblasti vývoje a kontroly biotechnologických léčiv je klíčové zajistit vysoce reprodukovatelné, citlivé a inertní chromatografické metody pro separaci a charakterizaci proteinů, peptidů, oligonukleotidů, glykosidů i jejich variant, agregátů či konjugátů. Moderní biofarmaceutika, jako jsou monoklonální protilátky, hybridní proteiny, adeno-asociované viry (AAV) nebo konjugáty lék–protilátka (ADC), vyžadují specializované materiály a biokompatibilní hardware, aby se minimalizovaly nespecifické interakce, maximalizovala obnova analytů a zkrátily analytické časy.

Cíle a přehled textu

Text sumarizuje produktové portfolio platformy Biozen od Phenomenex, jež kombinuje bioinertní titanové komponenty a deset unikátních stacionárních fází založených na termicky modifikované plně porézní, core–shell i monodisperzní polymerní technologii. Cílem je představit řešení pro klíčové biofarmaceutické aplikace: mapování peptidů, kvantitaci, analýzu agregátů, variant náboje, glykosylaci, intaktní hmotu i poměr lék–protilátka.

Použitá metodika

• Reverzní fáze (RP) pro mapování peptidů a analýzu integrálních proteinů a subjednotek
• Velikostní exkluzní chromatografie (SEC/dSEC) pro kvantifikaci agregátů včetně AAV a mAb
• Iontově-výměnná chromatografie (IEX) pro rozlišení kyselých a zásaditých variant proteinů
• Hydrofobní interakční chromatografie (HILIC) pro separaci uvolněných, značených glykosidů
• Režimy vysokého pH a organické eluční gradienty pro analýzu oligonukleotidů
• Využití magnetických kuliček a SPE destiček pro rychlou přípravu vzorků

Použitá instrumentace

• UHPLC systémy: Shimadzu LC-20A Prominence, Waters ACQUITY H-Class, SCIEX ExionLC AD
• Detektory: UV/Vis (280 nm), fluorescence, TOF-MS (SCIEX TripleTOF 6600), Q-TOF (SCIEX X500B), tandemové MS (QTRAP 5500)
• BioTi™ titanové frity a linery pro biokompatibilní průtokové cesty
• Kolony Biozen se stacionárními fázemi 1.6–6 µm a dimenzemi od 50×2.1 do 300×7.8 mm

Hlavní výsledky a diskuse

• Titanový hardware významně snižuje potřebu předúprav a eliminuje nespecifickou adsorpci proteinů, peptidů i oligonukleotidů.
• Termicky modifikované plně porézní a core–shell částice poskytují vysokou efektivitu a konzistentní velikost pórů pro přesnou separaci molekul 10 kDa až >1 MDa.
• Monodisperzní polymerní částice zajišťují vysokou reprodukovatelnost a selektivitu pro iontově-výměnné aplikace.
• Kombinace dvou peptidových fází (XB-C18 a PS-C18) dosahuje 100% krytí sekvence a zlepšených tvarů špiček pro PTM.
• Biozen dSEC-7 s póry 700 Å umožňuje citlivou detekci AAV monomer/dimer s kvalifikovatelnou kvantitací agregátů i při <1 %.
• IEX WCX média rozlišují a kvantifikují kyselé i bazické varianty mAb v metodách pH i síranové gradienty.
• Oligo core–shell fáze pod vysokým pH odhalují bimodální špičky antisense/sense řetězců bez carry‐over.
• HILIC Glycan 2.6 µm core–shell poskytuje vysoké rozlišení příbuzných glykánových forem v rámci 40 minut.
• RP-MS charakterizuje intaktní hmotu mAb do 150 kDa s špičkami <0.5 min a rozlišením variant DAR.

Přínosy a praktické využití metody

• Zrychlení vývoje a kontroly kvality bioterapeutik díky integrovaným stacionárním fázím a biokompatibilnímu hardwaru.
• Snížení spotřeby vzorku a reagenčních nákladů až o 90 % u SEC analýz AAV.
• Spolehlivé stanovení nízkonízkých agregátů (<0.1 %), nepostradatelné pro stabilitní a formulovací studie.
• Flexibilita ve výběru metod (RP, IEX, HILIC, SEC) podle třídy analytů z jednoho portfolia.
• Integrace rychlých SPE a magnetických částeček pro vysokoprůchodní zpracování vzorků v proteomice a glykomice.

Budoucí trendy a možnosti využití

• Další miniaturizace a přechod na nano-LC verze stacionárních fází pro citlivé MS aplikace.
• Využití umělé inteligence a strojového učení pro predikci optimálních podmínek separace.
• Integrace on-line SPE a automatizovaných workflow pro úplnou kaskádu přípravy a analýzy.
• Rozšíření portfolia o speciální povrchy pro virové vektory a nové třídy biologik (např. mRNA vakcíny).

Závěr

Platforma Biozen spojuje biokompatibilní titanový hardware s desetikorou řadou inovativních stacionárních fází optimalizovaných pro všechny klíčové kroky analýzy biofarmaceutik. Díky kombinaci pokročilých částicových technologií a modulárních metod lze dosáhnout špičkových výsledků v oblasti separace, kvantifikace i charakterizace proteinů, peptidů, oligonukleotidů a glykosidů v souladu s požadavky výzkumu i regulace.